2020-2021学年第一章 分子动理论综合与测试同步练习题

本章达标检测

(满分:100分;时间:75分钟)

一、单项选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分)

1.(2020福建永安三中高三下质检)下列关于物体内能的说法正确的是 (　　)

A.温度高的物体一定比温度低的物体内能大

B.物体中所有分子的分子动能与分子势能的总和叫作物体的内能

C.某个分子的动能和分子势能的总和叫作该分子的内能

D.当一个物体的机械能增加时,其内能也跟着增加

2.(2021山东宁阳一中高二下测试)为了防止新型冠状病毒传播,许多公共场所使用乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液进行手部消毒,两者的主要成分都是酒精,则下列说法正确的是              (　　)

A.在手上喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,这是酒精分子做布朗运动的结果

B.在手上喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,与分子运动无关

C.使用免洗洗手液洗手后,洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中,需要吸收热量

D.使用免洗洗手液洗手后,洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中,分子间距不变

3.(2021湖北武汉新洲高二下测试)下列关于热运动的说法中,正确的是 (　　)

A.0 ℃的物体中的分子不做无规则运动

B.存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒,说明煤分子和混凝土分子都在做无规则的热运动

C.因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关,所以布朗运动也叫作热运动

D.运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动剧烈

4.(2021江苏常州三中高二下期中)某气体的摩尔质量为M,分子质量为m。若1 mol该气体的体积为Vmol,密度为ρ,则该气体单位体积分子数不正确的是(阿伏加德罗常数为NA)              (　　)

A. B.

C. D.

5.(2021北京师大附中高三二模)做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时,四个同学都有一个操作错误,导致最后所测分子直径偏大的是              (　　)

A.甲同学在配制油酸酒精溶液时,不小心把酒精倒多了一点,导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值偏低

B.乙同学用注射器测得58滴油酸酒精溶液为1 mL,但记录数据时粗心地记录为59滴

C.丙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后,不小心拿错了一个注射器取溶液滴在水面上,这个拿错的注射器的针管比原来的粗

D.丁同学计算油膜面积时,把凡是半格左右的油膜都算成了一格

6.(2021福建名校联盟高三下联考)负压病房中气压小于外界环境的大气压,可以大大减少医务人员被感染的机会。若负压病房内的温度和外界的温度相同,负压病房内气体和外界环境中气体是同种气体,则以下说法正确的是              (　　)

A.负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能

B.负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率

C.负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数

D.相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力

7.(2021陕西宝鸡高三一模)分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示,曲线与横轴交点为r1,曲线最低点对应横坐标为r2(取无限远处分子势能Ep= 0)。下列说法正确的是              (　　)

A.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离减小而增大

B.当r=r1时,分子势能为零,分子间作用力最小

C.当r<r2时,分子间作用力随着分子间距离r减小而先减小后增大

D.当r>r2时,随着分子间距离r增大,分子力可能先做正功后做负功

8.(2021吉林江城中学高二下期中)两分子间的斥力与引力的合力F与分子间距离r的关系如图所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是              (　　)

A.在r>r0阶段,F做正功,分子动能和分子势能均增大

B.在r<r0阶段,分子势能先增大后减小

C.在r=r0时,分子势能为零,动能最大

D.在r=r0时,分子引力和分子斥力大小相等

二、多项选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分。全选对得7分,选对但不全得4分,选错或不选得0分)

9.(2021安徽马鞍山高三二模)下列说法中正确的是 (　　)

A.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生

B.分子热运动越剧烈,物体内每个分子的动能越大

C.分子间的引力和斥力是同时存在的,都随距离的增大而减小

D.扫地时,在阳光照射下,看到尘埃飞扬,这是尘埃在做布朗运动

10.(2021山东烟台高二期中)相同容积的两个容器装着质量相等、温度不同的氢气,下列说法中正确的是              (　　)

A.温度高的容器中氢分子的平均动能更大

B.两个容器中氢分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布规律

C.温度高的容器中任一分子的速率一定大于温度低的容器中任一分子的速率

D.温度高的氢气对器壁单位面积上的平均作用力更大

11.(2021福建厦门集美中学高二下期中)氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示,横坐标表示速率,纵坐标表示某一速率内的分子数占总分子数的百分比,由图可知              (　　)

A.两种温度下相比较,在①状态下,氧气分子中速率大的分子占总分子的比例相对较大

B.两种状态氧气分子的平均速率不相等

C.随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例增大

D.①状态的温度比②状态的温度低

12.(2021山东新泰二中高二下测试)分子间有相互作用,具有势能,规定两分子相距无穷远时两分子间的势能为零。设分子a固定不动,分子b以某一初速度从无穷远处向a运动,直至它们之间的距离最小。关于此过程,下列说法正确的是              (　　)

A.a、b之间的势能先减小,后增大,再减小

B.a、b之间的势能先增大,后减小,再增大

C.a、b间的势能先减小,后增大

D.分子b的加速度先增大,后减小,再增大

三、非选择题(本题共2小题,共24分)

13.(14分)(2021山东泰安高二下期中)测量分子大小的方法有很多,如油膜法、显微法。

(1)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,向0.25 mL油酸中加入酒精后得到250 mL的溶液。用滴管吸取这种溶液向小量筒中滴入,滴入50滴溶液后,溶液的液面达到量筒中1 mL的刻度,再用滴管取配好的油酸酒精溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图甲所示。坐标格中每个小正方形方格的大小为2 cm×2 cm。由图可以估算出油膜的面积是　　　　cm2,由此估算出油酸分子的直径是　　　　m(结果保留一位有效数字)。 

(2)如图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43 × 10-8 m的圆周而组成的。由此可以估算出铁原子的直径约为　　　　m(结果保留两位有效数字)。 

14.(10分)(2021江苏徐州高二下期末)2020年12月17日,嫦娥五号返回器携带质量为1.731 kg的月壤顺利在内蒙古预定区域着陆。月壤中蕴藏大量的氦3,它是一种已被世界公认的高效、清洁、安全的核聚变原料。若每千克月壤中含有氦3的质量为m,氦3的摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA(均为国际单位),求:

(1)每个氦3分子的质量m0;

(2)嫦娥五号返回器带回的1.731 kg月球土壤中含有氦3分子总个数。

答案全解全析

第一章　分子动理论

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1.B　物体内能的大小与物质的量、温度、体积有关,温度高的物体的内能不一定比温度低的物体的内能大,故A错误;内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的分子动能和分子势能的总和,故B正确,C错误;一个物体的机械能发生改变时,其内能不一定发生改变,故D错误。

2.C　在手上喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,这是酒精分子运动的结果,故A、B错误;使用免洗洗手液时,洗手液中的酒精由液态变为同温度的气体的过程中,温度不变,分子的平均动能不变,但是分子之间的距离变大,分子势能增大,需要吸收热量,故C正确,D错误。

3.B　0 ℃的物体中的分子仍然不停地做无规则运动,故A错误;存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒,说明煤分子和混凝土分子都在做无规则的热运动,故B正确;分子的无规则运动叫热运动,布朗运动是固体小颗粒的运动,布朗运动不是热运动,故C错误;物体温度越高分子无规则运动越剧烈,物体的运动是机械运动,运动物体中的分子热运动不一定比静止物体中的分子热运动剧烈,故D错误。

4.D　根据题意,气体单位体积分子数是指单位体积内气体分子的数量,选项A中NA是每摩尔该气体含有的气体分子数量,Vmol是每摩尔该气体的体积,两者之比等于单位体积该气体含有的分子数量,A正确;选项B中,摩尔质量M与分子质量m之比为每摩尔该气体含有的气体分子数,即为NA,再除以Vmol可得单位体积该气体含有的分子数量,B正确;选项C中,==,可知C正确,D错误。

5.A　因不小心把酒精倒多了一点,导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值偏小一些,这样导致算出的油酸体积比实际偏大,由d=可知,油酸的分子直径比实际值偏大,故A正确;计算每滴油酸酒精溶液的体积时,1 mL的溶液的滴数多计了1滴,则计算出的纯油酸的体积将偏小,计算得到的分子直径将偏小,故B错误;不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上,拿错的注射器的针管比原来的粗,由于针管变粗,导致1滴溶液中纯油酸的体积变大,代入计算的1滴油酸酒精溶液的纯油酸体积比实际值小,由d=分析知这会导致实验测得的油酸分子直径偏小,故C错误;丁同学计算油膜面积时,把凡是半格左右的油膜都算成了一格,导致油膜的面积偏大,由d=可知这会导致实验测得的油酸分子直径偏小,故D错误。

6.C　温度是分子平均动能的标志,因为负压病房内的温度和外界温度相同,则负压病房内气体分子的平均动能等于外界环境中气体分子的平均动能,故A错误;负压病房内每个气体分子的运动速率不一定都小于外界环境中每个气体分子的运动速率,故B错误;负压病房内、外气体分子的平均动能相同,又由于负压病房内的压强较小,则负压病房内的气体分子的数密度较小,即负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数,故C正确;负压病房内的压强较小,根据F=pS可知,相同面积负压病房内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力,故D错误。

7.A　当分子间作用力表现为斥力时,分子间距离减小,分子间作用力做负功,分子势能增大,故A正确;当r=r2时,分子间作用力为零,分子势能最小(小于零),当r=r1时,分子间作用力不为零,故B错误; 当r<r2时,分子间作用力表现为斥力,随着分子间距离r减小而增大,故C错误;当r>r2时,分子间作用力表现为引力,随着分子间距离r增大,分子间作用力做负功,分子势能增加,故D错误。

8.D　在r>r0阶段,分子间的作用力F为引力,相互接近过程中,F做正功,分子动能增大,分子势能减小,所以A错误;在r<r0阶段,分子间的作用力F为斥力,相互接近过程中,F做负功,分子势能逐渐增大,所以B错误;r=r0时,分子势能最小,且一定小于0,动能最大,所以C错误;在r=r0时,分子间的引力和分子斥力大小相等,分子间作用力的合力为0,所以D正确。

9.AC　扩散现象说明物质分子在做永不停息的无规则运动,在气体、液体和固体中都能发生,故A正确;分子热运动越剧烈,物体分子的平均动能越大,但并不是物体内每个分子的动能越大,B错误;分子间的引力和斥力是同时存在的,都随距离的增大而减小,故C正确;做布朗运动的微粒肉眼根本看不见,要在显微镜下才能看见,扫地时观察到的尘埃飞扬是固体小颗粒的机械运动,不是布朗运动,故D错误。

10.ABD　温度是分子平均动能的标志,温度越高,分子平均动能越大,故A正确;由不同温度下的分子速率分布曲线可知,分子数百分率呈现“中间多,两头少”的统计规律,故B正确;温度是分子平均动能的标志,与每个分子的运动平均速率无关,故C错误;温度升高,则分子运动的剧烈程度增大,即气体分子的平均速率增大,则单位时间内、单位面积上气体分子对容器壁的碰撞次数也增大,则温度高的氢气对容器壁单位面积上的平均作用力更大,故D正确。

11.BD　由图可知,②中速率大的分子占据的比例较大,故A错误。由气体分子运动速率分布规律可知②对应的温度较高,②状态氧气分子的平均速率较大,故B、D正确;由图可知,随着温度的升高,氧气分子中速率小的分子所占的比例减小,故C错误。

12.CD　分子a固定不动,分子b从无穷远处逐渐向分子a靠近的过程中,设分子间距离为r,则:①r>r0时,F分表现为引力,且先增大后减小,所以分子b的加速度也先增大后减小,分子b做加速度先增大后减小的加速运动,与位移方向相同,F分做正功,分子b的动能增大,分子势能减小。

②r=r0时,引力和斥力大小相等,F分=0,分子b的加速度为0,分子b达到最大速度,此时分子b动能最大,分子势能最小。

③r<r0时,F分表现为斥力,且逐渐增大,所以分子b的加速度也增大,即分子b做加速度增大的减速运动,F分与位移方向相反,F分做负功,分子b的动能减小,分子势能增大。

综上分析,a、b间势能先减小再增大,分子b的动能先增大后减小,分子b运动的加速度先增大后减小再增大,C、D正确。

13.答案　(1)256(4分)　8 × 10-10(4分)　(2)9.4 × 10-10(6分)

解析　(1)数油膜所围范围内的正方形格数,大于半格的算一格,小于半格的舍去,得到油膜的面积S=64×2 cm×2 cm=256 cm2;

油酸酒精溶液中油酸的体积浓度为,每滴油酸酒精溶液的体积为 mL,1滴油酸酒精溶液中所含油酸体积为V=2×10-5 cm3;

油膜厚度即油酸分子的直径是d=≈8 × 10-10 m。

(2)直径为1.43 × 10-8 m的圆周周长为D = πd ≈ 4.49 × 10-8 m,

可以估算出铁原子的直径约为d'= m≈9.4×10-10 m。

14.答案　(1)　(2)1.731×

解析　(1)每个氦3分子的质量m0=。 (4分)

(2)每千克月壤中含有质量为m的氦3,则1.731 kg月壤中含有氦3的质量为1.731m,则嫦娥五号返回器带回的1.731 kg月壤中含有氦3分子总数

N=NA=1.731× (6分)